Mikroskopieverfahren

Mikroskopieverfahren bezeichnet wissenschaftliche Methoden zur Abbildung von Objekten mit einer räumlichen Auflösung über das hinaus, was mit bloßem Auge sichtbar ist. Sie dienen der Untersuchung von Struktur, Funktion und Dynamik in Biologie, Medizin, Materialwissenschaft und Physik. Zentrale Klassen sind die Lichtmikroskopie, die Elektronenmikroskopie und die Rastersondenmikroskopie.

Die Lichtmikroskopie nutzt sichtbares Licht und Linsen, um Proben zu vergrößern. Durch Kontrasttechniken wie Phasenkontrast, DIC und Fluoreszenzmikroskopie lassen sich Zellen, Gewebe und Materialien sichtbar machen. Immunfluoreszenz ermöglicht das Markieren spezifischer Moleküle. Die Auflösungsgrenze liegt rund 200 Nanometer, lebende Proben sind häufig möglich; fortgeschrittene Varianten wie die konfokale Mikroskopie liefern optische Schnitte durch drei- bis vierdimensionale Proben.

Die Elektronenmikroskopie verwendet Elektronenstrahlen und erreicht deutlich höhere Auflösungen. TEM transmitiert Elektronen durch dünne Proben und zeigt Innenstrukturen; SEM scannt die Oberfläche und liefert Topographie sowie mikroskopische Sekundärelektronen-Signale. Probenvorbereitung erfolgt oft durch Fixierung, Dehydrierung, Einbetten und Beschichtung oder Kryo-Fixation in Cryo-EM. Diese Techniken erfordern häufig Vakuum und spezielle Halterungen.

Die Rastersondenmikroskopie umfasst Methoden wie AFM und STM, die die Oberflächen topografisch abtasten oder funktionsabhängige Eigenschaften messen. Sie liefern atomare bis nanometergenaue Auflösung und benötigen meist wenig Probenvorbereitung, sind aber oft auf gut vorbereitete Oberflächen beschränkt.

Mikroskopieverfahren liefern komplementäre Informationen und werden oft in Kombination eingesetzt. Neben Artefakten durch Präparation oder Strahlenschäden gilt es, Auflösung, Kontrast und Probenzustand sorgfältig abzuwägen.